CH675371A5

CH675371A5 -

Info

Publication number: CH675371A5
Application number: CH710/88A
Authority: CH
Inventors: Nicolai Arion
Original assignee: Christ Ag
Priority date: 1988-02-25
Filing date: 1988-02-25
Publication date: 1990-09-28
Also published as: EP0330623B1; DE58902060D1; EP0330623A1; ATE79568T1

Description

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur diskontinuierlichen lonenaus-tauschbehandlung von salzhaltigen Flüssigkeiten mittels mehrerer lonenaustauscherharzbetten.

Um eine Vollentsalzung einer Flüssigkeit, insbesondere einer wässrigen Lösung, durch lonenaus-tausch zu erzielen, sind im allgemeinen zwei Behandlungsstufen notwendig. Die erste Stufe wird «Grobentsalzung» genannt; sie entfernt nahezu 99% der Kationen und 99 bis 99,8% der Anionen, die in der Ausgangsflüssigkeit enthalten sind. Die zweite Stufe, die «Feinentsalzung» (Polishing) genannt wird, ergibt eine «vollentsalzte» Flüssigkeit, die nur noch Spuren von 1 bis 50 ng/Liter bzw. ppb an ionogenen Verunreinigungen enthält.

Die Grobentsalzungsstufe besteht nach dem Stand der Technik aus zwei hintereinander geschalteten Kationen- und Anionenaustauscherharzbet-ten die im Gleich- oder Gegenstrom regeneriert werden und sich entweder in getrennten Behältern oder in einer einzigen Zweischichtharzbettsäule befinden.

Nach dem Stand der Technik benützt man bei der Vollentsalzung als Feinentsalzungsstufe ein Misch-bettfilter, in dem die zu reinigende Flüssigkeit ein Harzbett aus gemischten Kationen- und Anio-nenaustauscherharzen durchströmt. Bei solchen Mischbettfiltern ist bekanntlich ein grosser Regeneriermittel- und Spülmittelbedarf vorhanden. Die Trennung der Harzkomponenten ist immer unvollständig, und das Regeneriermittel der einen Harzkomponente verunreinigt und belädt einen Teil der anderen Harzkomponente. Ausserdem lassen sich Mischbettfilter nur mit hohen Anlagekosten realisieren.

In der letzten Zeit erschienen in der technischen Literatur Veröffentlichungen, wie z.B. «Kondensatreinigung in Monobett- und Gegenstromtechnik», VGB Kraftwerkstechnik 64. Heft 1 (Januar 1984), in denen die Möglichkeit diskutiert wird, zur Kondensatreinigung Monobett-Gegenstromfilter einzusetzen. Ober den Betrieb von Monobett-Gleichstrom-filtern für die älteren Kondensatreinigungsanlagen liegen bereits zahlreiche Informationen vor. Gemäss verschiedenen Autoren ist die Hintereinanderschaltung von Kationenaustauscherfilter und Anionenaustauscherfilter dem Mischbettfilter bei der Entsalzung von Kondensaten mit einem pH-Wert von mehr als 9,2 überlegen.

Wenn Monobett-Gleichstromfilter für die Kondensatentsalzung eine brauchbare Alternative zu den Mischbettfiltern darstellen, so kann angenommen werden, dass mit der Monobett-Gegen-stromtechnik mindestens gleiche, wenn nicht bessere Ergebnisse zu erzielen sind.

Bei einem lonenaustauschverfahren zur Reinigung von Wasser mit geringem Feststoffgehalt, das in der am 2. September 1981 erteilten europäischen Patentschrift Nr. 0 002 342 beschrieben ist, durchströmt das Kondensat zwei oder drei lonenaustauscherharzbetten, die in einem einzigen Behandlungsbehälter enthalten sind. Nach Erschöpfung des lonenaustauscherharzes werden die drei Harzbetten aus dem Behandlungsbehälter entnommen, in externen Regenerierkolonnen regeneriert und dann wieder in den Behandlungsbehälter zurückgeführt. Das Verfahren, das bisher nur bei der Behandlung von Kondensaten angewandt wurde, hat den Nachteil, dass bei der Behandlung von Flüssigkeiten mit hoher lonenbelastung grosse externe Regenerierkolonnen mit entsprechendem Zubehör (Harzrohre, Harzarmaturen, Verteil- und Drainagesysteme usw.) eingesetzt werden müssen.

Man kennt verschiedene lonenaustauscher-Sy-steme für die Behandlung von Flüssigkeiten mit höherer lonenbelastung mit lonenaustauscherharzen, bei denen die zu behandelnde Flüssigkeit mehrere hintereinander angeordnete Behandlungsbehälter durchströmt, wobei jeder Behandlungsbehälter mit einem bestimmten Typ von lonenaustauscherharzen beschickt wird. Diese Systeme haben den Nachteil, dass für jeden ionenaustauschschritt ein separater Behandlungsbehälter mit entsprechendem Zubehör eingesetzt werden muss und folglich hohe Investitionskosten entstehen.

Ein anderes Ionenaustauscher-System, das alle Funktionen mehrstufiger lonenaustauschanlagen in einem Behandlungsbehälter zusammenfasst, ist als «Bayer-Multi-Step-System» bekannt; es ermöglicht das Unterbringen von mehreren lonenaustauscherharzbetten mit verschiedenen Funktionen in einer einzigen Filtersäule, worin die unterschiedlichen Harze mit den für sie bestimmten Chemikalienlösungen regeneriert werden können, ohne dass gegenseitige Störungen auftreten. Dieses System hat aber folgende Nachteile:

- Lange Regenerationsdauer durch die Hintereinanderschaltung der Anionenaustauscherharz-und Kationenaustauscherharz-Regenerationsund -Auswaschschritte.

- Die Regenerierchemikalien, die zuerst das lo-nenaustauscherharzbett im oberen Teil der Säule (in der«Feinentsalzungszone») durchfliessen, werden von dem notwendigen «Sperrwasser» verdünnt und danach durch das lonenaustauscherharzbett im unteren Teil der Säule (in der «Grobentsalzungs-zone») geleitet, was eine Verschlechterung der Regeneriereffizienz zur Folge hat.

- Die Regenerierchemikalien, die zuerst das obere Ende der Filtersäule durchfliessen, verunreinigen die dort befindliche «Feinentsalzungszone» mit schwer auswaschbaren Chemikalien, so dass eine grosse Spülwassermenge erforderlich ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zur Verfügung zu stellen, die wirtschaftlicher und sicherer angewendet werden können als die Verfahren und Vorrichtungen nach dem Stande der Technik. Sie sollen auch für die Behandlung und/oder Entsalzung von Flüssigkeiten geeignet sein, die einen relativ hohen Salz- und Feststoffgehalt haben, das heisst, die bis zu ca. 40 oder sogar 100 val/m3 Ionen und bis zu 2g/m3 Feststoffe enthalten, wobei die gewünschte Reinwasserqualität (wie z.B. 0,1 nS/cm) und -menge erhalten werden können.

Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäs-se Verfahren wie folgt gelöst:

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Um die diskontinuierliche lonenaustauschbehand-lung bzw. die Vollentsalzung von salzhaltigen Flüssigkeiten auch bei relativ hoher lonenbelastung mittels mehrerer lonenaustauscherharzbetten durchzuführen, wird die salzhaltige Flüssigkeit nacheinander durch eine Grobentsalzungsstufe, die ein oder mehrere Kationenaustauscherharzbett(en) und ein oder mehrere Anionenaustauscherharz-bett(en) umfasst, und durch eine Feinentsalzungs-stufe (Polishing), die ebenfalls ein oder mehrere Ka-tionenaustauscherharzbett(en) und ein oder mehrere Anionenaustauscherharzbett(en) umfasst, geleitet, wobei alle lonenaustauscherharzbetten in einem einzigen Behandlungsbehälter angeordnet sind, der im Auf- und/oder Abstrom durchströmt wird.

Die lonenaustauscherharzbetten der beiden Behandlungsstufen befinden sich vorzugsweise jeweils in separaten, durch Filterplatten oder Filterböden voneinander getrennten Behandlungsabteilen, wobei alle diese Behandlungsabteile in einem einzigen Behandlungsbehälter (Kolonne) untergebracht sind.

Zur «internen» Regenerierung, das heisst zur Regenerierung innerhalb des Behandlungsbehälters, werden die erschöpften Ionenaustauscherharze im Gleich- oder Gegenstrom regeneriert, indem man das bzw. die Kationenaustauscherharz-bett(en) aus der Feinentsalzungsstufe abzieht und in Strömungsrichtung des Regeneriermittels vor das bzw. die entsprechende(n) Kationenaustau-scherharzbett(en) der Grobentsalzungsstufe transportiert und das bzw. die Anionenaustau-scherharzbett(en) aus der Feinentsalzungsstufe abzieht und in Strömungsrichtung des Regeneriermittels vor das bzw. die entsprechende (n) An-ionenaustauscherharzbett(en) der Grobentsalzungsstufe transportiert, worauf man das gesamte Kationenaustauscherharz und das gesamte An-ionenaustauscherharz gleichzeitig, aber getrennt im Gleich- oder Gegenstrom mit einem Kationenaustauscher- bzw. Anionenaustauscherregeneriermit-tel behandelt, den jeweiligen Regeneriermittelüber-schuss ausspült, z.B. mit vollentsalztem Wasser, und die in der Strömungsrichtung der Regeneriermittel in der Grobentsalzungsstufe zuvorderst liegenden Anteile der Ionenaustauscherharze wieder in die Feinentsalzungsstufe zurücktransportiert. Danach wird wieder salzhaltige Flüssigkeit durch die Grobentsalzungsstufe und die Feinentsalzungsstufe geführt, bis die Ionenaustauscherharze wieder erschöpft sind und regeneriert werden müssen.

Man kann mittels des erfindungsgemässen Verfahrens salzhaltige Flüssigkeiten behandeln, die bis zu 100 val/m3 Ionen und bis zu 2 g/m3 Feststoffe enthalten.

Es ist möglich, die salzhaltige Flüssigkeit im Abstrom oder im Aufstrom durch den Behandlungsbehälter zu leiten. Man kann die Flüssigkeit aber auch im Doppelstrom durch den Behandlungsbehälter führen, der in diesem Falle der Länge nach unterteilt ist, wobei die Flüssigkeit in der einen Hälfte im Aufstrom und in der anderen Hälfte im Abstrom geführt wird. Dadurch ist es möglich, bei gleichem Querschnitt, aber doppelter Länge des Behandlungsbehälters den doppelten hydraulischen Durchsatz zu erzielen.

Die lonenaustauscherharzbetten können jeweils aus einem einzigen lonenaustauscherharz oder aus einem Gemisch von verschiedenen lonenaustauscherharzen bestehen.

Die Regenerierung der Ionenaustauscherharze - innerhalb des Behandlungsbehälters kann im Gegenstrom oder im Gleichstrom erfolgen.

Das erfindungsgemässe Verfahren kann zur Vollentsalzung von mit relativ hohem Salz- und Feststoffgehalt belasteten Flüssigkeiten auf Restkonzentrationen von weniger als 0,5 g/m3 Salzgehalt angewandt werden, indem man die zu behandelnde Flüssigkeit durch mindestens zwei Behandlungsabteile im Behandiungsbehälter leitet, die abwechselnd und in dieser Reihenfolge Betten von Kationen- und Anionenaustauscherharz(en) enthalten.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Behandlungsabteile, die durch Filterböden bzw. Doppelfilterböden getrennt sind, in einem Behandlungsbehälter vorgesehen sind, wobei Verteil- und Drainagesysteme für die Ionenaustauscherharze im unteren bzw. oberen Teil der Behandlungsabteile so angebracht sind, dass die Ionenaustauscherharze gleichmässig aus den einen Behandlungsabteilen abgezogen und in die anderen Behandlungsabteile zugeführt werden können.

Vorzugsweise weisen die Doppelfilterböden spezielle Filterdüsen zur gleichzeitigen Durchführung der Regenerierung der Anionen- und Kationenaustauscherharze auf.

Im folgenden werden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 das Schaltbild einer Einkolonnenentsalzungsanlage gemäss der Erfindung, die als Aufstromanlage mit Gegenstromregeneration ausgebildet ist;

Fig. 2 den Ausschnitt «x» aus Fig. 1, der einen Doppelfilterboden mit der dazugehörigen spezieilen Filterdüse darstellt; und

Fig. 3 das Schaltbild einer Einkolonnenentsalzungsanlage gemäss der Erfindung, die als Ab-stromanlage mit Gleichstromregeneration ausgebildet ist.

Die in Fig. 1 dargestellte Entsalzungsanlage besteht aus einem Behandlungsbehälter (einer Kolonne) 1 ; im Inneren des Behandlungsbehälters 1 sind drei Filterböden 2 mit Filterdüsen 3 und zwei Doppelfilterböden 4 mit Spezialfilterdüsen 5 angeordnet, die die im folgenden beschriebenen vier separaten Behandlungsabteile 6,8,10,12 begrenzen.

Das untere (erste) Behandlungsabteil 6 enthält ein Kationenaustauscherharzbett 7, das z.B. aus einem stark sauren Kationenaustauscherharz besteht. Das mittlere (zweite) Behandlungsabteil 8 enthält ein Anionenaustauscherharzbett 9, das z.B. aus einem stark basischen Anionenaustauscher-harz besteht. Das dritte Behandlungsabteil 10 ent5

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hält ein Kationenaustauscherharzbett 11, das z.B. aus einem stark sauren Kationenaustauscherharz besteht. Das obere (vierte) Behandlungsabteil 12 enthält ein Anionenaustauscherharzbett 13, das z.B. ein stark basisches Anionenaustauscherharz enthält.

Das Kationenaustauscherharzbett 7 bildet zusammen mit dem Anionenaustauscherharzbett 9 die «Grobentsalzungsstufe», während das Kationenaustauscherharzbett 11 und das Anionenaustauscherharzbett 13 die «Feinentsalzungsstufe» bilden.

Unter den oberen zwei der Filterböden 2 und unter den zwei Doppelfilterböden 4 befinden sich jeweils Inertharzschichten 14 zum Schutz der Filterdüsen 3 bzw. derSpeziaifilterdüsen 5.

Das Behandlungsabteil 6 ist mit einem Wasserverteil- und -drainagesystem 15, einem Säureverteilsystem 16 und einem Harzverteil- und -drainagesystem 17 versehen. Ein Harzrohr 18 verbindet das Harzverteil- und -drainagesystem 17 mit dem unteren Teil des Behandlungsabteils 10, der das Kationenaustauscherharz 11 enthält.

Das Behandlungsabteil 8 ist mit einem Wasserverteil- und -drainagesystem 19, einem Laugeverteilsystem 20 und einem Harzverteil- und -drainagesystem 21 versehen. Ein Harzrohr 22 verbindet das Harzverteil- und -drainagesystem 21 mit dem unteren Teil des Behandlungsabteils 12, der das Anionenaustauscherharzbett 13 enthält.

Durch die Leitung 23 tritt ein Rohwasserstrom, der z.B. 5 val/m3 (292,5 g/m3) Natriumchlorid enthält, in den unteren Teil des Behandlungsbehälters 1 ein. Das Rohwasser wird durch den untersten Filterboden 2 gleichmässig verteilt und durchfliesst im Aufstrom die vier Behandlungsabteile 6, 8, 10 und 12, in denen sich die lonenaustauscherharzbetten 7, 9, 11 bzw. 13 und die Inertharzschichten 14 befinden. Die entsalzte Flüssigkeit, die z.B. eine Leitfähigkeit von ca. 0,1 p.S/cm (ca. 0,0013 g/m3 bzw. 1,3 ng/Liter NaCI) hat, wird am oberen Ende des Behandlungsbehälters 1 durch das Rohr 24 abgeleitet.

Die Ionenaustauscherharze in der «Grobentsalzungsstufe» werden durch die Behandlung des Rohwassers allmählich beladen. Wenn die lonenaustauscherharzbetten 7 und 9 einen vorher festgelegten Erschöpfungsgrad erreicht haben, z.B. wenn der Leitwertmesser 25 eine Leitfähigkeit von ca. 3 nS/cm im oberen Teil des Behandlungsabteils 8 anzeigt, wird der Beladungsprozess unterbrochen, und die lonenaustauscherharzbetten 7, 9,11 und 13 werden regeneriert.

Zu diesem Zweck wird zunächst durch das Rohr 27 ein Strom von entsalztem Wasser aus dem Rohr 26 in den Hohlraum des Doppelfilterbodens 4 im unteren Teil des Behandlungsabteils 10 eingeführt. Das entsalzte Wasser fliesst durch die Spezialfil-terdüsen 5 nach oben und transportiert das Kationenaustauscherharzbett 11 aus der «Feinentsalzungsstufe» heraus und durch das Harzrohr 18 in das Harzverteil- und -drainagesystem 17; dieses verteilt das Kationenaustauscherharz aus der «Feinentsalzungsstufe» im oberen Teil des Behand-lungsabteiis 6 über dem dort befindlichen Kationenaustauscherharzbett 7 der «Grobentsalzungsstufe». Das Wasser, das das Harz transportiert hat, wird durch das Wasserverteilund -drainagesystem 15 und das Rohr 28 abgeleitet.

Dann wird ein Strom von entsalztem Wasser aus dem Rohr 26 durch das Rohr 27, den Hohlraum des Doppelfilterbodens 4 im unteren Teil des Behandlungsabteils 10 und den Filterboden 2 zwischen den Behandlungsabteilen 10 und 12 in den unteren Teil des Behandlungsabteils 12 eingeführt. Das' entsalzte Wasser transportiert das Anionenaustauscherharzbett 13 aus der «Feinentsalzungsstufe» heraus und durch das Harzrohr 22 in das Harzverteil-und -drainagesystem 21; dieses verteilt das Anionenaustauscherharz aus der «Feinentsalzungsstufe» im oberen Teil des Behandlungsabteils 8 über dem dort befindlichen Anionenaustauscherharzbett 9 der «Grobentsalzungsstufe». Das Wasser, das das Harz transportiert hat, wird durch das Wasserverteil- und -drainagesystem 19 und das Rohr 29 abgeleitet.

Nun werden die vereinigten Kationen- und Anio-nenaustauscherharze in der «Grobentsalzungsstufe» gleichzeitig, aber getrennt mit entsprechenden Regeneriermitteln im Gegenstrom regeneriert.

Zu diesem Zwecke werden z.B. 30%ige Salzsäure durch das Rohr 30 und entsalztes Treib- und Verdünnungswasser aus dem Rohr 26 durch das Rohr 31 in die Wasserstrahl-Flüssigkeitspumpe 32 eingeführt. Die dabei entstehende verdünnte Salzsäurelösung (z.B. 10%ige HCl) wird durch das Rohr 33 in das Säureverteilsystem 16 im oberen Teil des Behandlungsabteils 6 eingeführt. Die verdünnte Salzsäurelösung durchströmt das gesamte Kationenaustauscherharzbett im Abstrom und regeneriert dabei das Kationenaustauscherharz im Gegenstrom. Anschliessend wird der Salzsäureüber-schuss mit entsalztem Wasser aus dem Rohr 26 über das Rohr 31, die Wasserstrahl-Flüssigkeits-pumpe 32, das Rohr 33 und das Säureverteilsystem 16 ausgespült. Der Regenerier- und Spülablauf wird im unteren Teil des Behandlungsbehälters 1 durch das Rohr 34 abgeleitet.

Gleichzeitig mit der Regenerierung des Kationenaustauscherharzes im Behandlungsabtei! 6 werden z.B. 30%ige Natronlauge durch das Rohr 35 und entsalztes Treib- und Verdünnungswasser aus dem Rohr 26 durch das Rohr 36 in die Wasserstrahl-Flüssigkeitspumpe 37 eingeführt. Die dabei entstehende verdünnte Natronlauge (z.B. 5%ige NaOH) wird durch das Rohr 38 in das Laugeverteilsystem 20 im oberen Teil des Behandlungsabteils 8 eingeführt. Die verdünnte Natronlauge durchströmt das gesamte Anionenaustauscherharzbett im Abstrom und regeneriert dabei das Anionenaustauscherharz im Gegenstrom. Anschliessend wird der Na-tronlaugeüberschuss mit entsalztem Wasser aus dem Rohr 26 über das Rohr 36, die Wasserstrahl-Flüssigkeitspumpe 37, das Rohr 38 und das Laugeverteilsystem 20 ausgespült. Der Regenerier- und Spülablauf wird im unteren Teil des Behandlungsabteils 8 gesammelt; er durchfliesst die Spezialfilter-düsen 5 im Hohlraum des Doppelfilterbodens 4 zwischen den Behandlungsabteilen 6 und 8 und wird von dort durch das Rohr 39 abgeleitet.

Der Druck im unteren Teil des Behandlungsab5

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teils 8, der mit dem Manometer 40 gemessen wird, muss grösser sein als der Druck, unter dem die Säurelösung durch das Rohr 33 eingespeist wird und der mit dem Manometer 41 gemessen wird, damit eine gleichzeitige Regeneration der Kationen- und Anionenaustauscherharze durchgeführt werden kann, ohne dass sich die einlaufende Regeneriersäure und die gleichzeitig ablaufende Regenerierlauge bzw. das gleichzeitig ein- und ablaufende Spülwasser gegenseitig beeinflussen.

Nach der Regeneration der Ionenaustauscherharze und dem Spülprozess die am besten regenerierten Schichten von Kationen- bzw. Anionenaus-tauscherharz, die sich am oberen Ende des Katio-nenaustauscherharzbettes (im Behandlungsabteil 6) bzw. des Anionenaustauscherharzbettes (im Behandlungsabteil 8) in der «Grobentsalzungsstufe» befinden, wieder in die entsprechenden Behandlungsabteile 10 bzw. 12 der «Feinentsalzungsstufe» zurückgeführt.

Zu diesem Zweck wird zunächst entsalztes Wasser aus dem Rohr 26 durch das Rohr 42 und das Wasserverteil- und -drainagesystem 15 in das Behandlungsabteil 6 eingeführt. Das entsalzte Wasser transportiert den oberen Teil es regenerierten Kationenaustauscherharzes durch das Harzver-teii- und -drainagesystem 17 und das Harzrohr 18 in das Behandlungsabteil 10 zurück. Das Wasser, das das Harz transportiert hat, wird durch das Behandlungsabteil 12 und das Rohr 43 am oberen Teil des Behandlungsbehälters 1 abgeleitet.

Anschliessend oder gleichzeitig wird entsalztes Wasser aus dem Rohr 26 durch das Rohr 44 und das Wasserverteil- und -drainagesystem 19 in das Behandlungsabteil 8 eingeführt. Das entsalzte Wasser transportiert den oberen Teil des regenerierten Anionenaustauscherharzes durch das Harzverteil- und -drainagesystem 21 und das Harzrohr 22 in das Behandlungsabteil 12 zurück. Das Wasser, das das Harz transportiert hat, wird durch das Rohr 43 am oberen Teil des Behandlungsbehälters 1 abgeleitet.

Nach Beendigung des Rücktransportes der regenerierten Ionenaustauscherharze in die «Feinentsalzungsstufe» (Behandiungsabteile 10 und 12) wird zuerst eine Kreislaufspülung der gesamten lo-nenaustauschvorrichtung durchgeführt, bis die Leitfähigkeit des Kreislaufwassers ca. 0,1 nS/cm erreicht. Anschliessend beginnt der Entsalzungsvorgang wieder.

Erforderlichenfalls können die Ionenaustauscherharze in der «Grobentsalzungsstufe» rückgespült werden.

Das Kationenaustauscherharzbett 7 im Behandlungsabteil 6 wird mit Rohwasser aus der Leitung 23 rückgespült. Das verunreinigte Rückspülwasser wird durch das Harzverteil- und -drainagesystem 17, das Harzrohr 18 und das Rohr 45 abgeleitet.

Das Anionenaustauscherharzbett 9 im Behandlungsabteil 8 wird mit entsalztem Wasser aus dem Rohr 26 rückgespült. Das entsalzte Wasser wird durch das Rohr 31, die Wasserstrahl-Flüssigkeits-pumpe 32, das Rohr 33, das Säureverteilsystem 16 sowie den Doppelfilterboden 4 in den unteren Teil des Behandlungsabteils 8 eingeführt.

Das verunreinigte Rückspülwasser wird durch das Harzverteil- und -drainagesystem 21, das Harzrohr 22 und das Rohr 46 abgeleitet.

In Fig. 2 besteht jeder Doppelfilterboden 4 aus einer oberen Grundplatte 47, die mit dem Mantel des Behandlungsbehälters 1 sowie einer unteren Deckplatte 48 mittels Schweissverbindungen verbunden ist. Zwischen der Grundplatte 47 und der Deckplatte 48 befindet sich ein Hohlraum, der mit mindestens einem Ein- oder Auslaufrohr 49 verbunden ist. Die dazu gehörende Spezialfilterdüse 5 besteht aus einer oberen Filterdüse 50, die mit einem Gegenstrom-Schliessystem versehen ist, einem Zentrierring 51, einer oder mehreren Ring-Filterlamellen 52, einer unteren Filterdüse 53 sowie einer Ringdichtung 54.

Das Gegenstrom-Schliessystem, das in die obere Filterdüse 50 eingebaut ist, besteht aus einem kugelförmigen Verschlussglied 55, das auf den Dichtrand 56 eines blendenartigen Lagerstücks 57 zur Filterdüse 50 gebracht werden kann. Das Verschlussglied 55 kann federbelastet sein. Es ist aber auch möglich, das Verschlussglied 55 aus einem genügend schweren, aber auch nicht zu schweren Werkstoff herzustellen. Das kugelförmige Verschlussglied 55 wird durch die Federbelastung bzw. durch sein Eigengewicht sowie durch den Druck der Régénérations- und Spülflüssigkeit 38A auf den betreffenden Dichtrand 56 gedrückt, so dass die entsprechende Öffnung der Filterdüse 50 verschlossen wird. Infolgedessen wird die Regenerationsund Spülflüssigkeit 38A gezwungen, durch die Ring-Filterlamellen 52 in den Hohlraum hineinzufliessen, aus dem die Régénérations- und Spülablaufflüssigkeit 39A durch das Rohr 49 abgeleitet wird. Bei der Umschaltung des Betriebs auf lonenaustauscher-beladung, bei der die zu reinigende Rohwasserflüssigkeit 23A durch die untere Filterdüse 53 und die obere Filterdüse 50 fliesst, wird das Verschlussglied 55 angehoben und gibt den Durchströmungsquerschnitt der oberen Filterdüse 50 frei.

Die in Fig. 3 dargestellte Entsalzungsanlage besteht aus einem Behandlungsbehälter 58; im Inneren des Behälters sind drei Filterböden 59 und zwei Doppelfilterböden 60 angeordnet. Diese begrenzen eine «Grobentsalzungsstufe», die aus einem Kationenaustauscherharzbett 61 und einem Anionenaustauscherharzbett 62 besteht, sowie eine «Feinentsalzungsstufe», die aus einem Kationenaustauscherharzbett 63 und einem Anionenaustauscherharzbett 64 besteht. Der Behandlungsbehälter 58 enthält ferner die notwendigen Harztransportrohre, Harzverteil- und -drainagesysteme sowie Regeneriermittel- und/oder Spülwasserverteil- und -drainagesysteme.

Ein Rohwasserstrom wird durch die Leitung 65 am oberen Teil des Behandlungsbehälters 58 eingeführt und durchströmt die vier lonenaustauscherharzbetten 61, 62, 63 und 64 im Abstrom. Der behandelte Wasserstrom wird durch das Rohr 66 am unteren Teil des Behandlungsbehälters 58 abgeleitet.

Nach Erschöpfung der lonenaustauscherharzbetten 61 und 62 in der «Grobentsalzungsstufe», die am Leitfähigkeitsmessgerät 67 festgestellt werden kann, werden die lonenaustauscherharzbetten

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63 und 64 aus der «Feinentsalzungsstufe» mittels entsalzten Wassers, das durch das Rohr 68 zugeführt wird, über die entsprechenden lonenaustauscherharzbetten 61 bzw. 62 in der «Grobentsalzungsstufe» transportiert. Das entsalzte Wasser, das das Harz transportiert hat, wird durch die Was-serdrainagesysteme und das Rohr 69 abgeleitet.

Danach werden die in der «Grobentsalzungsstufe» vereinigten Kationenaustauscherharze bzw. Anionenaustauscherharze gleichzeitig, aber getrennt mit einer Säurelösung, die durch das Rohr 70 zugeführt wird, bzw. einer Laugelösung, die durch das Rohr 71 zugeführt wird, im Gleichstrom regeneriert und mit entsalztem Wasser, das durch das Rohr 68 zugeführt wird, ausgespült. Um den Eintritt von Laugelösung durch den unteren Doppelfilterboden 60 in die «Feinentsalzungsstufe» zu verhindern, wird unterhalb des unteren Doppelfilterbodens 60 durch das Rohr 74 Sperrwasser eingeführt, das zusammen mit dem Regeneriermittelablauf (verbrauchte Laugelösung) durch das Rohr 72 abgeleitet wird. Der Regeneriermittelablauf (verbrauchte Säurelösung) aus der Kationenaustau-scherharzregeneration wird durch den oberen Doppelfilterboden 60 und das Rohr 73 abgeleitet.

Nach der Regeneration der Ionenaustauscherharze und dem Spülvorgang werden die am besten regenerierten Schichten von Kationen- bzw. Anio-nenaustauscherharz, die sich am oberen Ende des Kationen- bzw. Anionenaustauscherharzbettes in der «Grobentsalzungsstufe» befinden, wieder in die entsprechenden Behandlungsabteile der «Feinentsalzungsstufe» zurücktransportiert. Nach einer Spülung ist die Entsalzungsanlage wieder betriebsbereit.

Es ist für den Fachmann klar, welche Flüssigkeiten nach dem erfindungsgemässen Verfahren behandelt werden können. Der Fachmann kann auch leicht feststellen, welche Kationen- bzw. Anionenaustauscherharze sich für die Behandlung einer bestimmten Flüssigkeit eignen und mit welchen Regeneriermitteln diese Ionenaustauscherharze regeneriert werden können.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur diskontinuierlichen lonenaus-tauschbehandlung von salzhaltigen Flüssigkeiten mittels mehrerer lonenaustauscherharzbetten, dadurch gekennzeichnet, dass man eine salzhaltige Flüssigkeit nacheinander durch eine Grobentsalzungsstufe, die ein oder mehrere Kationenaustau-scherharzbett(en) und ein oder mehrere Anio-nenaustauscherharzbett(en) umfasst, und durch eine Feinentsalzungsstufe, die ebenfalls ein oder mehrere Kationenaustauscherharzbett(en) und ein oder mehrere Anionenaustauscherharzbett(en) umfasst, leitet, wobei alle lonenaustauscherharzbetten in einem einzigen Behandlungsbehälter angeordnet sind, der im Auf- und/oder Abstrom durchströmt wird, und dass man die erschöpften Ionenaustauscherharze im Gleich- oder Gegenstrom innerhalb des Behandlungsbehälters regeneriert, indem man das bzw. die Kationenaustauscherharzbett(en) aus der Feinentsalzungsstufe abzieht und in Strömungsrichtung des Regeneriermittels vor das bzw. die entsprechende(n) Kationenaustauscherharz-bett(en) der Grobentsalzungsstufe transportiert und das bzw. die Anionenaustauscherharzbett(en) aus der Feinentsalzungsstufe abzieht und in Strömungsrichtung des Regeneriermittels vor das bzw. die entsprechende(n) Anionenaustauscherharz-bett(en) der Grobentsalzungsstufe transportiert, worauf man das gesamte Kationenaustauscherharz und das gesamte Anionenaustauscherharz gleichzeitig, aber getrennt im Gleich- oder Gegenstrom mit einem Kationenaustauscher- bzw. Anionenaustau-scherregeneriermittel behandelt, den jeweiligen Re-generiermittelüberschuss ausspült und die in Strömungsrichtung der Regeneriermittel in der Grobentsalzungsstufe zuvorderst liegenden Anteile der Ionenaustauscherharze wieder in die Feinentsalzungsstufe zurücktransportiert, wonach man wieder salzhaltige Flüssigkeit durch die Grobentsalzungsstufe und die Feinentsalzungsstufe führt, bis die Ionenaustauscherharze wieder erschöpft sind und regeneriert werden müssen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die salzhaltige Flüssigkeit bis zu 100 val/m3 Ionen und bis zu 2 g/m3 Feststoffe enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die salzhaltige Flüssigkeit im Abstrom durch den Behandlungsbehälter leitet.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die salzhaltige Flüssigkeit im Aufstrom mit einer linearen Geschwindigkeit von mindestens 10 m/h durch den Behandlungsbehälter leitet.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die salzhaltige Flüssigkeit im Doppelstrom durch den Behandlungsbehälter führt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die lonenaustauscherharzbetten jeweils aus einem einzigen lo-nenaustauscherharz bestehen.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die lonenaustauscherharzbetten jeweils aus einem Gemisch von verschiedenen lonenaustauscherharzen bestehen.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass man die Ionenaustauscherharze innerhalb des Behandlungsbehälters im Gegenstrom regeneriert.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass man die Ionenaustauscherharze innerhalb des Behandlungsbehälters im Gleichstrom regeneriert.

10. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Vollentsalzung von mit relativ hohem Salz- und Feststoffgehalt belasteten Flüssigkeiten auf Restkonzentrationen von weniger als 0,5 g/m3 Salzgehalt, dadurch gekennzeichnet, dass man die zu behandelnde Flüssigkeit durch mindestens zwei Behandlungsabteile im Behandlungsbehälter leitet, die abwechselnd und in dieser Reihenfolge Betten von Kationen- und Anionenaustau-scherharz(en) enthalten.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah-

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CH 675 371 A5

rens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Behandlungsabteile (6, 8,10,12), die durch Filterböden (2; 59) bzw. Doppelfilterböden (4; 60) getrennt sind, in einem Behandlungsbehälter (1; 58) vorgesehen sind, wobei Verteil- und Drainagesysteme (18, 17; 22, 21) für die Ionenaustauscherharze im unteren bzw. oberen Teil der Behandlungsabteile (10, 6; 12, 8) so angebracht sind, dass die Ionenaustauscherharze gleichmässig aus den einen Behandlungsabteilen (10; 12) abgezogen und in die anderen Behandlungsabteile (6; 8) zugeführt werden können.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppelfilterböden (4; 60) spezielle Filterdüsen (50; 53) zur gleichzeitigen Durchführung der Regenerierung des Anionen-und Kationenaustauscherharze aufweisen.

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